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精研抗电磁辐射精纺毛织物：从开发工艺到性能多维解析

一、引言

1.1研究背景与意义

在科技飞速发展的当下，电子设备已深度融入人们生活的方方面面。无论是日常办公时使用的电脑、打印机，还是生活中不可或缺的手机、微波炉、电磁炉等，这些电器在为人们带来便利的同时，也产生了大量的电磁辐射。电磁辐射如同一张无形的网，笼罩着现代生活空间。

医学界研究表明，长期暴露在电磁辐射环境中，人体健康会受到严重威胁。电磁辐射对人体的危害主要通过热效应、非热效应和累积效应体现。热效应方面，人体70%以上由水构成，水分子在电磁辐射作用下相互摩擦，致使体温上升，进而干扰人体内器官的正常运作。非热效应表现为，人体自身的器官和组织存在微弱且稳定有序的电场、磁场，一旦受到外界电磁场干扰，这些微弱电磁场的平衡被打破，人体就会受到损伤。累积效应则是在前述热效应和非热效应伤害人体后，若在未恢复之际再次遭遇电磁辐射，伤害会不断累积，最终可能导致永久性不可逆的病态。长期接触电磁辐射，会使细胞分裂速度异常增加，影响人体免疫系统，比如儿童患白血病的风险会增加50%，孕妇可能出现胚胎畸形，心脏起搏器的正常使用也会受到影响。电磁辐射已成为继废水、废气、噪音污染之后的第四大污染，严重威胁着人们的健康和生活环境。

面对电磁辐射的严峻威胁，开发有效的防护手段迫在眉睫。防电磁辐射织物作为一种重要的防护方式，成为研究的焦点。精纺毛织物以其优良的服用性能，如柔软舒适、保暖性强、吸湿性好等，在纺织领域占据重要地位。将抗电磁辐射功能赋予精纺毛织物，开发出抗电磁辐射精纺毛织物，不仅能满足人们对健康防护的需求，为人体健康提供有力保障，还能拓展毛织物的功能和应用领域，推动纺织业向功能性、多元化方向发展，创造新的经济增长点，具有重要的现实意义和经济价值。

1.2国内外研究现状

在抗电磁辐射纤维研究方面，国外起步较早且成果显著。美国Brunswick公司率先生产出金属纤维Brunsmets，它由不锈钢经精细拉伸制成，直径4-16μm，比电阻仅为10??Ω?cm，柔软纤细，可编织或与普通纤维混纺。随后，日本住友、美国杜邦和3M公司等开发出铝系和铜系等更柔软、外观类似天然纤维的金属纤维。国内对金属纤维的研究也在不断推进，在提升金属纤维的柔软度、降低生产成本等方面取得一定进展。除金属纤维外，碳纤维、金属镀层纤维、涂覆金属盐纤维、本征型导电聚合物纤维和复合型高分子电磁屏蔽纤维等也受到广泛关注，国内外在这些纤维的制备工艺、性能优化等方面展开深入研究。

抗电磁辐射织物开发研究中，国外技术较为成熟，开发出多种高性能产品。导电金属纤维与普通纤维混纺织物是较早应用的类型，目前用于防电磁辐射织物的金属纤维主要有镍纤维和不锈钢纤维，直径有4μm、6μm、8μm和10μm等，在0.15MHz-3GHz范围内，这种织物的防电磁辐射效能达15-40dB。镀膜纤维织物、本体导电型纤维织物、复合型高分子纤维织物等也有不同程度的发展和应用。国内在抗电磁辐射织物开发上紧跟步伐，通过自主研发和技术引进，开发出一系列具有自主知识产权的产品，在民用和工业领域得到应用。

性能研究方面，国内外均建立多种测试方法和标准，如标量法波导管、矢量法波导管、微波暗箱法、微波暗室法、反射板衰减测试法、旷野法等，针对纺织品，标量法波导管因简便实用、数据直观、价格低廉而被广泛采用。在研究织物电磁屏蔽效能影响因素上，发现纱线线密度（即抗电磁辐射纤维含量）、织物紧度、组织结构、纤维排列方向等对屏蔽效能有重要影响。但目前研究仍存在不足，如部分抗电磁辐射纤维生产成本高、可纺性差，影响大规模生产应用；抗电磁辐射织物的耐久性和舒适性研究不够深入，在多次洗涤、穿着过程中，屏蔽性能可能下降，且部分织物舒适性欠佳，影响穿着体验；不同类型抗电磁辐射织物的屏蔽机理研究有待进一步深入，以更好指导产品开发和性能优化。

1.3研究内容与方法

本研究旨在开发高性能抗电磁辐射精纺毛织物，并深入研究其性能和抗电磁辐射机理。在开发流程上，首先进行原料选择，选用羊毛作为基础原料，结合具有良好导电性和稳定性的不锈钢长丝或镀银长丝等抗电磁辐射纤维，通过包芯纱、并捻纱、交织等方式，设计不同的纱线结构和织物组织结构。利用纺纱设备将羊毛与抗电磁辐射纤维纺制成纱线，再通过织造设备织造成坯布，经过预处理、染色、后整理等一系列工艺，制成抗电磁辐射精纺毛织物。

性能测试与分析方面，运用专业的电磁屏蔽效能测试设备，如矢量网络分析仪，在特定频率范围内测试织物的电磁屏蔽效能，分析不同结构参数（如纱线线密度、捻度、织物紧度、组织结构等）对屏蔽效能的影响。采用电阻测试仪测试织物的导电性能，探究导电性能与电磁屏蔽效能的关系。通过拉伸试验机、耐磨试验机等设备，测试织物的力学性能、耐磨